DE102013101522B4 - Data detection and receiver circuit - Google Patents
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Abstract
Verfahren, umfassend:Empfangen eines Signals in einer ersten Empfängerschaltung auf der Basis eines Mobilkommunikationsstandards, welcher mehrere vordefinierte Modulationsalphabete unterstützt, wobei das empfangene Signal für die erste Empfängerschaltung bestimmte erste Daten und für eine zweite, andere Empfängerschaltung bestimmte zweite Daten umfasst;Bestimmen eines Modulationsalphabets der mehreren vordefinierten Modulationsalphabete während eines Betriebs der ersten Empfängerschaltung, wobei das Bestimmen des Modulationsalphabets umfasst:Bestimmen einer Menge von euklidischen Distanzen zwischen einem empfangenen Datensymbol abhängig von den zweiten Daten und einer Menge von Modulationssymbolen der mehreren vordefinierten Modulationsalphabete, undBestimmen von mindestens zwei ersten minimalen euklidischen Distanzen aus der Menge von euklidischen Distanzen, wobei jede der mindestens zwei ersten minimalen euklidischen Distanzen jeweils von einem der mehreren vordefinierten Modulationsalphabete abhängt; undDetektieren von Daten abhängig von den zweiten Daten in der ersten Empfängerschaltung auf der Basis des bestimmten Modulationsalphabets.A method, comprising: receiving a signal in a first receiver circuit based on a mobile communication standard supporting a plurality of predefined modulation alphabets, wherein the received signal for the first receiver circuit comprises certain first data and second data intended for a second, other receiver circuit determining a modulation alphabet a plurality of predefined modulation alphabets during operation of the first receiver circuit, wherein determining the modulation alphabet comprises determining a set of Euclidean distances between a received data symbol depending on the second data and a set of modulation symbols of the plurality of predefined modulation alphabets, and determining at least two first minimum Euclidean distances from the set of Euclidean distances, each of the at least two first minimum Euclidean distances each from one of the plurality of predefined Mo depends on the alphabetic alphabet; anddetecting data in response to the second data in the first receiver circuit based on the determined modulation alphabet.
Description
Die Erfindung betrifft die Mobilkommunikation und insbesondere Verfahren zum Detektieren von Daten und Empfängerschaltungen zum Ausführen solcher Verfahren.The invention relates to mobile communication, and more particularly to methods for detecting data and receiver circuits for carrying out such methods.
In Funkkommunikationssystemen können sich mehrere Benutzergeräte (engl. User Equipment, UE) dieselbe Frequenz- und Zeitressource teilen, so dass gegenseitige Störungen auftreten können. In Empfängerschaltungen ausgeführte Verfahren zur Datendetektion müssen andauernd verbessert werden. Insbesondere kann es wünschenswert sein, eine Empfangsqualität und eine Leistungsfähigkeit von eine Datendetektion ausführenden Empfängerschaltungen zu verbessern.In radio communication systems, multiple user equipment (UE) can share the same frequency and time resource so that interference can occur. Methods for data detection implemented in receiver circuits must be constantly improved. In particular, it may be desirable to improve a reception quality and performance of receiver circuits implementing data detection.
Die Druckschrift
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Die beigefügten Zeichnungen sind vorgesehen, um ein weiteres Verständnis von Ausführungsformen zu gewährleisten, und sind in die vorliegende Beschreibung integriert und bilden einen Teil derselben. Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung von Prinzipien von Ausführungsformen. Andere Ausführungsformen und viele der beabsichtigten Vorteile von Ausführungsformen werden ohne Weiteres erkennbar, wenn sie durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verständlich werden.
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1 zeigt schematisch eine Detektion eines Datensymbols. -
2 zeigt schematisch einVerfahren 200 . -
3 zeigt schematisch eine Detektion eines Datensymbols. -
4 zeigt schematisch einVerfahren 400 . -
5 zeigt schematisch einVerfahren 500 . -
6 zeigt schematisch eineEmpfängerschaltung 600 . -
7 zeigt schematisch eineEmpfängerschaltung 700 . -
8A bis8D zeigen schematisch Leistungsfähigkeiten von Empfängerschaltungen.
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1 schematically shows a detection of a data symbol. -
2 schematically shows amethod 200 , -
3 schematically shows a detection of a data symbol. -
4 schematically shows amethod 400 , -
5 schematically shows amethod 500 , -
6 schematically shows areceiver circuit 600 , -
7 schematically shows areceiver circuit 700 , -
8A to8D show schematically performances of receiver circuits.
Im Folgenden werden Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen im Allgemeinen durchweg gleiche Bezugszeichen benutzt werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen. In der folgenden Beschreibung werden zur Erläuterung zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein umfassendes Verständnis eines oder mehrerer Aspekte von Ausführungsformen zu gewährleisten. Für den Fachmann ist jedoch erkennbar, dass ein oder mehrere Aspekte der Ausführungsformen mit einem geringeren Grad dieser spezifischen Einzelheiten ausgeführt werden können. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht im einschränkenden Sinne aufzufassen und das Konzept wird durch die angefügten Ansprüche definiert.Embodiments will now be described with reference to the drawings in which like reference numerals are generally used throughout to designate like elements. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects of embodiments. However, it will be apparent to those skilled in the art that one or more aspects of the embodiments may be practiced with a lesser degree of these specific details. The following description is therefore not to be construed in a limiting sense, and the concept is defined by the appended claims.
Die verschiedenen zusammengefassten Aspekte können in verschiedenen Formen realisiert werden. Die folgende Beschreibung zeigt zur Veranschaulichung verschiedene Kombinationen und Konfigurationen, in denen die Aspekte ausgeübt werden können. Es versteht sich, dass die beschriebenen Aspekte und/oder Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Aspekte und/oder Ausführungsformen benutzt und strukturelle und funktionale Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Obwohl ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt einer Ausführungsform möglicherweise mit Bezug auf nur eine von mehreren Implementierungen offenbart werden kann, kann zusätzlich ein solches Merkmal oder ein solcher Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Implementierungen kombiniert werden, wenn es für eine beliebige gegebene oder konkrete Anwendung erwünscht und vorteilhaft ist. Soweit die Ausdrücke „beinhalten“, „aufweisen“, „mit“ oder andere Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, sollen solche Ausdrücke ferner auf ähnliche Weise wie der Ausdruck „umfassen“ einschließend sein. Außerdem ist der Ausdruck „beispielhaft“ lediglich als Beispiel gemeint und nicht als das Beste oder Optimale.The different summarized aspects can be realized in different forms. The following description is illustrative of various combinations and configurations in which the aspects may be practiced. It should be understood that the described aspects and / or embodiments are merely examples and that other aspects and / or embodiments may be utilized and structural and functional modifications may be made without departing from the concept of the present disclosure. In addition, although a particular feature or aspect of an embodiment may be disclosed with reference to only one of several implementations, such feature or aspect may be combined with one or more other features or aspects of the other implementations as may be substituted for one any given or specific application is desirable and advantageous. Further, as far as the terms "include," "comprise," "with," or other variants thereof are used either in the detailed description or in the claims, such terms are intended to include in a similar manner to the term "comprising." In addition, the term "exemplary" is meant to be exemplary only and not the best or optimal.
Im Folgenden werden verschiedene Verfahren und Empfängerschaltungen separat oder mit Bezug aufeinander beschrieben. Es versteht sich, dass in Verbindung mit einem beschriebenen Verfahren gegebene Kommentare auch für eine entsprechende Empfängerschaltung gelten können, die dafür ausgelegt ist, das Verfahren auszuführen, und umgekehrt. Wenn zum Beispiel ein spezifischer Verfahrensschritt beschrieben wird, kann eine entsprechende Empfängerschaltung eine Einheit zum Ausführen des beschriebenen Verfahrensschritts umfassen, auch wenn eine solche Einheit nicht explizit beschrieben oder in den Figuren dargestellt ist.In the following, various methods and receiver circuits are used separately or with Reference to each other described. It is understood that comments given in connection with a described method may also apply to a corresponding receiver circuit which is designed to carry out the method, and vice versa. For example, when describing a specific method step, a corresponding receiver circuit may comprise a unit for carrying out the described method step, even if such a unit is not explicitly described or illustrated in the figures.
Die hier beschriebenen Verfahren und Empfängerschaltungen können auf beliebigen (insbesondere digitalen) Modulationsschemata zum Modulieren von Daten basieren oder diese unterstützen. Zum Beispiel kann ein detektiertes Datensignal gemäß einem Quadraturamplitudenmodulations- bzw. QAM-Modulationsschema, einem Binärphasenumtast- bzw. BPSK-Modulationsschema, einem Quadraturphasenumtast- bzw. QPSK-Modulationsschema, einem 8-QAM-Modulationsschema, einem 16-QAM-Modulationsschema, einem 64-QAM-Modulationsschema oder einem beliebigen anderen geeigneten Modulationsschema moduliert werden. In der vorliegenden Beschreibung können solche bekannten Modulationsschemata auch als „vordefinierte“ Modulationsschemata bezeichnet werden. Im Folgenden können die Ausdrücke „Modulationsalphabet“ und „Modulationssymbol“ verwendet werden, wobei ein Modulationsalphabet als eine Menge von Modulationssymbolen definiert werden kann. Ein Modulationssymbol kann durch eine komplexe Zahl in einem Konstellationsdiagramm dargestellt werden, wobei die komplexe Zahl einem Wert von einem oder mehreren Bits zugewiesen wird. Zum Beispiel kann ein vollständiges QPSK-Modulationsalphabet aus Modulationssymbolen bestehen, welche die Bitwertkombinationen „00“, „01“, „10“ und „11“ darstellen. Man beachte jedoch, dass der Ausdruck „Modulationsalphabet“ nicht für eine vollständige Menge von Modulationssymbolen eines Modulationsschemas benutzt werden muss. Wieder mit Bezug auf QPSK kann ein Modulationsalphabet auch auf die Modulationssymbole beschränkt sein, welche die Bitkombinationen „00“ und „01“ darstellen.The methods and receiver circuits described herein may be based on or support any (especially digital) modulation schemes for modulating data. For example, a detected data signal according to a Quadrature Amplitude Modulation (QAM) modulation scheme, a BPSK modulation scheme, a quadrature phase shift keying (QPSK) modulation scheme, an 8-QAM modulation scheme, a 16-QAM modulation scheme, a 64-bit modulation scheme QAM modulation scheme or any other suitable modulation scheme. In the present description, such known modulation schemes may also be referred to as "predefined" modulation schemes. In the following, the terms "modulation alphabet" and "modulation symbol" can be used, wherein a modulation alphabet can be defined as a set of modulation symbols. A modulation symbol can be represented by a complex number in a constellation diagram, where the complex number is assigned a value of one or more bits. For example, a complete QPSK modulation alphabet may consist of modulation symbols representing the bit value combinations "00", "01", "10" and "11". Note, however, that the term "modulation alphabet" need not be used for a complete set of modulation symbols of a modulation scheme. Again with respect to QPSK, a modulation alphabet may also be limited to the modulation symbols representing the bit combinations "00" and "01".
Die hier beschriebenen Verfahren und Empfängerschaltungen können für verschiedene drahtlose Kommunikationsnetze verwendet werden, wie etwa Netze (oder Netzwerke) des Typs CDMA (Code Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division Multiple Access), OFDMA (Orthogonal FDMA) und SC-FDMA (Single Carrier FDMA). Die Ausdrücke „Netz“, „System“ und „Funkkommunikationssystem“ können synonym verwendet werden. Ein CDMA-Netz kann eine Funktechnologie wie etwa UTRA (Universal Terrestrial Radio Access), cdma2000 usw. implementieren. UTRA umfasst W-CDMA (Wideband-CDMA) und andere CDMA-Varianten. cdma2000 deckt die Standards IS-2000, IS-95 und IS-856 ab. Ein TDMA-Netz kann eine Funktechnologie wie GSM (Global System for Mobile Communications) und Ableitungen davon implementieren, wie z.B. EDGE (Enhanced Data Rate for GSM Evolution), EGPRS (Enhanced General Packet Radio Service) usw. Ein OFDMA-Netz kann eine Funktechnologie wie etwa E-UTRA (Evolved UTRA), UMB (Ultra Mobile Broadband),
In Funkkommunikationssystemen kann ein Sender vorliegen, der ein oder mehrere Funkkommunikationssignale über einen oder mehrere Funkkommunikationskanäle sendet. Der Sender kann eine Basisstation sein, oder eine sendende Vorrichtung, die in der Vorrichtung eines Benutzers enthalten ist, wie etwa ein Mobilfunksender/-empfänger, eine Handfunkvorrichtung oder eine beliebige ähnliche Vorrichtung. Man beachte, dass gemäß dem UMTS-Standard eine Basisstation auch als „Node B“ bezeichnet werden kann. Durch Sender gesendete Funkkommunikationssignale können durch Empfänger empfangen werden, wie etwa eine Empfangsvorrichtung in einem Mobilfunksender/-empfänger oder in einer Mobilstation, einer Handfunkvorrichtung oder einer beliebigen ähnlichen Vorrichtung. Hier beschriebene Empfängerschaltungen können z.B. in solchen Empfängern enthalten sein. Man beachte, dass gemäß dem UMTS-Standard eine Mobilstation auch als „Benutzergerät“ (engl. User Equipment, UE) bezeichnet werden kann.In radio communication systems, there may be a transmitter which transmits one or more radio communication signals over one or more radio communication channels. The transmitter may be a base station or a transmitting device included in the device of a user, such as a mobile radio transceiver, a handheld radio device or any similar device. Note that according to the UMTS standard, a base station may also be referred to as "Node B". Radio communication signals transmitted by transmitters may be received by receivers, such as a receiving device in a mobile radio transceiver or in a mobile station, a handheld radio device, or any similar device. Receiver circuits described herein may be e.g. be contained in such receivers. Note that according to the UMTS standard, a mobile station may also be referred to as a "user equipment" (UE).
Die hier beschriebenen Verfahren und Empfängerschaltungen können gemäß einer MIMO-Technik (Multiple Input Multiple Output) betrieben werden, welche die Verwendung von mehreren Antennen sowohl im Sender als auch im Empfänger gewährleistet. Die hier beschriebenen Verfahren und Empfängerschaltungen können natürlich auch für den Fall nur einer Antenne im Empfänger betrieben werden. MIMO ist Teil von Standards der drahtlosen Kommunikation, wie etwa IEEE 802.11n (Wi-Fi), 4G, 3GPP Long Term Evolution, WiMAX und HSPA+. In diesem Kontext kann der Ausdruck „räumliches Multiplexen“ verwendet werden, was einer Übertragungstechnik bei der drahtlosen MIMO-Kommunikation entspricht und womit unabhängige und separat kodierte Datensignale (sogenannte Ströme oder Streams) von jeder der mehreren Sendeantennen einer Basisstation gesendet werden können. Ähnlich kann ein UE mittels mehrerer Empfangsantennen mehrere gesendete Ströme empfangen. Das Codieren von Daten beim räumlichen Multiplexen kann auf einem Ansatz mit offener Schleife (open-loop approach) oder einem Ansatz mit geschlossener Schleife (closed-loop approach) basieren.The methods and receiver circuits described herein may be operated in accordance with a multiple input multiple output (MIMO) technique which ensures the use of multiple antennas in both the transmitter and the receiver. Of course, the methods and receiver circuits described herein can also be operated in the case of only one antenna in the receiver. MIMO is part of wireless communication standards such as IEEE 802.11n (Wi-Fi), 4G, 3GPP Long Term Evolution, WiMAX and HSPA +. In this context, the term "spatial multiplexing" can be used, which is a transmission technique in MIMO wireless communication, and with which independent and separately coded data signals (so-called streams or streams) can be sent from each of the multiple transmit antennas of a base station. Similarly, a UE may receive multiple transmitted streams by means of multiple receive antennas. The coding of data in spatial multiplexing may be based on an open-loop approach or a closed-loop approach.
Mehrbenutzer(engl. Multi-User)- bzw. MU-MIMO-Schemata erlauben es mehreren UEs, sich dieselbe Ressource im Frequenz- und Zeitbereich, d.h. gleiche Ressourcenblöcke, zu teilen und ihre Signale im räumlichen Bereich zu multiplexen. MU-MIMO kann als eine erweiterte Version des SDMA-Schemas (Space-Division Multiple Access) betrachtet werden. Bei 3G/HSPA MU-MIMO können sich die UEs auch denselben Zeit- und Kanalisierungscode (z.B. OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor)/Spreading Code) teilen. Bei MU-MIMO kann eine Basisstation eine Menge von UEs für eine Datenübertragung mit MU-MIMO einteilen. Übertragungsdaten werden dann von der Basisstation gleichzeitig zu den eingeteilten UEs gesendet. Während einer Datenübertragung kann es zu Störungen zwischen von der Basisstation zu den zusammen eingeteilten UEs gesendeten Datenströme kommen. Bei MU-MIMO kann es für eine angemessene Detektion von in einem interessierenden UE empfangenen Datensymbolen hilfreich sein, Störungen von zusammen eingeteilten UEs (d.h. störenden UEs) zu unterdrücken. Man beachte, dass sich die Ausdrücke „interessierendes UE“ (oder „UE von Interesse“, engl. „UE of interest“) und „zusammen eingeteiltes UE/störendes UE“ (engl. „co-scheduled/interfering UE“) nicht auf ein identisches UE beziehen, sondern zwei verschiedenen Mobilstationen von zwei verschiedenen Benutzern entsprechen. Zum Zwecke der Unterdrückung von Störungen kann es erforderlich sein, Datensymbole in dem interessierenden UE zu detektieren, wobei die Symbole tatsächlich für ein störendes UE eingeteilt sind. Die Detektion kann auf einem ML-Algorithmus (Maximum Likelihood) oder einem Near-ML-Algorithmus (z.B. Sphärendecoder, QRD-M, SIC usw.) basieren oder diese umfassen.Multi-user or MU-MIMO schemes allow multiple UEs to share the same resource in the frequency and time domain, i. same resource blocks, divide and multiplex their signals in the spatial domain. MU-MIMO can be considered as an enhanced version of the SDMA (Space-Division Multiple Access) scheme. For 3G / HSPA MU-MIMO, the UEs may also share the same time and channelization code (e.g., OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor) / Spreading Code). In MU-MIMO, a base station may divide a set of UEs for data transmission with MU-MIMO. Transmission data is then sent from the base station to the scheduled UEs simultaneously. During data transmission, interference between data streams sent from the base station to the shared UEs may occur. For MU-MIMO, for adequate detection of data symbols received in a UE of interest, it may be helpful to suppress interference from co-ordinated UEs (i.e., interfering UEs). Note that the terms "interesting UE" (or "UE of interest") and "co-scheduled / interfering UE" do not appear relate to an identical UE but correspond to two different mobile stations from two different users. For the purpose of suppressing interference, it may be necessary to detect data symbols in the UE of interest, in which case the symbols are in fact classified for interfering UE. The detection may be based on or include a maximum likelihood (ML) algorithm or a near-ML algorithm (e.g., sphere decoder, QRD-M, SIC, etc.).
Im Folgenden wird ein ML-Algorithmus spezifiziert, der zum Detektieren von Datensymbolen in dem interessierenden UE verwendet werden kann, wobei die Symbole tatsächlich für ein störendes UE eingeteilt sind. Es wird nun auf ein MU-MIMO-System Bezug genommen, bei dem eine Basisstation mit einer Anzahl von K UEs (oder Empfängern) gleichzeitig auf derselben Zeit-Frequenz-Ressource kommuniziert. Die Basisstation kann eine beliebige Anzahl von n > 1 Sendeantennen umfassen, während jedes der K UEs eine oder mehrere Empfangsantennen umfasst. Die durch die Basisstation zu einem beliebigen Zeitpunkt gesendeten vorkodierten (engl. precoded) Daten x können folgendermaßen ausgedrückt werden
Ein durch ein interessierendes UE empfangenes Signal y kann als ein Vektor
In dem interessierenden UE kann es erwünscht sein, das gesendete Signal s aus dem empfangenen Signal y zu decodieren. Eine ML-Lösung kann dem Finden der wahrscheinlichsten Lösung
Gleichungen (6) und (7) können durch eine Brute-Force-Implementierung gelöst werden, bei der alle n Sendeantennen gescannt werden. Das heißt, unter Berücksichtigung der M Modulationssymbole des verwendeten Modulationsschemas G werden alle möglichen Werte für s in Gleichung (6) betrachtet, was zu Mn Hypothesen oder hypothetischen Werten führt. Wenn zum Beispiel G einem 64-QAM-Modulationsalphabet mit 64 Modulationssymbolen entspricht und die Anzahl der Sendeantennen n gleich zwei ist, erfordert eine Brute-Force-Implementierung die Bestimmung von 4096 Hypothesen.Equations (6) and (7) can be solved by a brute-force implementation in which all n transmit antennas are scanned. That is, considering the M modulation symbols of the modulation scheme G used, all possible values for s are considered in equation (6), resulting in M n hypotheses or hypothetical values. For example, if G corresponds to a 64-QAM modulation alphabet with 64 modulation symbols and the number of transmit antennas n equals two, a brute-force implementation requires the determination of 4096 hypotheses.
Im Folgenden wird ein weiteres ML-Schema beschrieben, bei dem die Anzahl der zu bestimmenden Hypothesen verkleinert werden kann, indem nur n-1 Sendeantennen gescannt werden. Für jede Hypothese bezüglich der n-1 Sendeantennen kann dann eine optimale Wahl für die verbleibende Sendeantenne in einem weiteren Schritt berechnet werden, der nachfolgend beschrieben wird. Das weitere ML-Schema kann mindestens teilweise mit einem ML-Schema zusammenfallen, das in der Schrift
Die Minimierung von Gleichung (6) kann folgendermaßen ausgedrückt werden
Eine optimal Wahl für eine einzelne Sendeantenne kann einer MRC-Lösung (Maximum Ratio Combining) im MLSE-Sinne (Maximum Likelihood Sequence Estimation) entsprechen. Das heißt, die MLSE eines von einer einzelnen Sendeantenne gesendeten und durch eine oder mehrere Antennen empfangenen Stroms kann zerlegt werden in einen Maximum Ratio Combiner gefolgt von einem MLSE-Decodierer. Insbesondere kann ein ML-Schätzer eines einzelnen Datensymbols aus einer diskreten Konstellation ein MPRC gefolgt von einem Slicer sein. Eine optimale Wahl für eine einzelne Sendeantenne kann somit folgendermaßen ausgedrückt werden
Um die Lösung ŝ gemäß dem weiteren ML-Schema zu finden, werden daher alle Kombinationen von s̃ gescannt, und bei einer gegebenen Hypothese bezüglich s̃ erhält man den minimalen Wert von ds 2 oder ∥y - Hs∥2 mit Bezug auf s1 durch Anwenden von Gleichung (9), mit dem Ergebnis
Für den Fall, dass s codiert wird, kann es nicht erwünscht sein, den wahrscheinlichsten Wert von s (siehe oben) zu bestimmen, sondern Bitmetriken oder Symbolmetriken zu bestimmen, um Soft-Decodierung oder Turbo-Decodierung durchzuführen. Für diesen Fall können Log Likelihood Ratios (LLR) für eine Anzahl von I Bits bestimmt werden, wobei 1 = 1, ...., log2(M1) ist. Abhängig von dem Wert des betrachteten Bit werden Werte ds gemäß Gleichung (14) berechnet. Für jeden berechneten Wert ds werden die Werte d1 min und d0 min aktualisiert, wobei der hochgestellte Index den Bitwert bezeichnet. Wenn der Bitwert gleich Eins ist, wird der Wert d1 min folgendermaßen aktualisiert
Wenn der Bitwert gleich Null ist, wird der Wert d0 min ähnlich folgendermaßen aktualisiert
Natürlich können weitere Schemata verwendet werden, um ein gesendetes Signal s aus einem empfangenen Signal y zu bestimmen. Zum Beispiel kann ein MU-MIMO-Entzerrer einem störungsunbewussten (engl. interference unaware) Entzerrer entsprechen, z.B. einschließlich eines Maximum Ratio Combiner. Ein MRC-Schema kann ausgedrückt werden durch
Um LLRs zu berechnen, die dem Symbol ŝMRC entsprechen, kann ein interessierendes UE den Störungsterm völlig vernachlässigen und annehmen, dass SINR Folgendes ist
Da die Benutzung eines MRC-Schemas möglicherweise Störungen eines zusammen eingeteilten UEs nicht bekämpft, kann sich seine Leistungsfähigkeit signifikant verschlechtern, wenn die Störleistung im Vergleich zu der von additivem Rauschen, d.h. bei hohen und mittleren SNR, nicht vernachlässigbar ist.Since the use of an MRC scheme may not combat interference from a coalesced UE, its performance may degrade significantly if the interference power is reduced compared to that of additive noise, i. at high and medium SNR, is not negligible.
Ein weiteres Schema zum Bestimmen eines gesendeten Signals s kann durch einen störungsbewussten (engl. interference aware) Entzerrer ausgeführt werden, der z.B. einen IRC (Interference Rejection Combiner) umfasst. Ein IRC-Schema kann ausgedrückt werden durch
In
Beim Vergleich der minimalen Distanzen dF von
Im Folgenden wird ein beispielhaftes und ausführlicheres Verfahren bereitgestellt, das dem Verfahren
In einem Schritt A kann Gleichung 13 mit vertauschten Indizes
Das entsprechende Modulationsschema M2, das in dem störenden UE verwendet wird, kann M2 = G = {MQPSK, M16-QAM, M64-QAM} sein. Da die Modulationsalphabete von QPSK, 16-QAM und 64-QAM 4, 16 bzw. 64 Modulationssymbole umfassen, stellt Schritt A 84 Werte für ŝ1 bereit. Man beachte, dass in einem allgemeineren Fall M2 auch als M2 ∈ G ∈ {MQPSK, M16-QAM, M64-QAM} betrachtet werden kann.The corresponding modulation scheme M 2 used in the interfering UE may be M 2 = G = {M QPSK , M 16 -QAM , M 64 -QAM }. Since the modulation alphabets of QPSK, 16-QAM, and 64-QAM include 4, 16, and 64 modulation symbols respectively, step A provides 84 values for ŝ 1 . Note that in a more general case M 2 can also be considered as M 2 ∈ G ∈ {M QPSK , M 16 -QAM , M 64-QAM }.
In einem weiteren Schritt B können euklidische Distanzen auf der Basis von Gleichung (14) mit ausgetauschten Indizes
In einem weiteren Schritt C kann eine minimale euklidische Distanz dM
Da die durch Schritt C erhaltene minimale euklidische Distanz für niedrigere Modulationsschemata aufgrund einer kleineren Anzahl von Konstellationspunkten höher sein kann, kann für jedes der Modulationsschemata Mi in einem weiteren Schritt D eine Bias-Reduktion durchgeführt werden. Eine mögliche Bias-Reduktion kann zum Beispiel folgendermaßen ausgedrückt werden
In einem weiteren Schritt E können die mit einem Bias versehenen Werte d̂M
In einem weiteren Schritt F kann eine Modulationsmenge M̂2 bestimmt werden durch
In einem weiteren Schritt G kann ein ML-Algorithmus gemäß den Gleichungen (12) bis (17) ausgeführt werden. Man beachte jedoch, dass im Schritt G die Indizes
Schritt G kann durch die folgenden Schritte H und I ersetzt werden. Das heißt, das beispielhafte beschriebene Verfahren kann dem Ausführen der Schritte A bis G oder dem Ausführen der Schritte A bis F, H und I entsprechen. Unter Bezugnahme auf das Obige wurde im Schritt B eine Menge von euklidischen Werten ds erhalten. Im Schritt H werden aus dieser Menge von euklidischen Werten die Werte ds bestimmt, die mit der erhaltenen Modulationsmenge M̂2 assoziiert sind. Wenn die Modulationsmenge M̂2 z.B. dem Modulationsalphabet M16-QAM entspricht, werden 16 Werte aus den 84 im Schritt B erhaltenen Werten bestimmt. Im Schritt I wird das Minimum dieser z.B. 16 bestimmten Werte bestimmt, das dann dem geschätzten Symbolwert entspricht. Natürlich können in einem weiteren Schritt LLR bestimmt werden.Step G can be replaced by the following steps H and I. That is, the exemplary described method may correspond to performing steps A through G or performing steps A through F, H, and I. With reference to the above, in step B, a set of Euclidean values d s was obtained. In step H, from this set of Euclidean values, the values d s associated with the obtained modulation amount M 2 are determined. For example, if the modulation amount M 2 corresponds to the modulation alphabet M 16-QAM , 16 values are determined from the 84 values obtained in step B. In step I, the minimum of these
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der hier beschriebenen Verfahren spezifiziert. Natürlich können spezifizierte Merkmale dieser Ausführungsformen auf beliebige Weisen kombiniert werden, was zu weiteren Ausführungsformen führt, die der Einfachheit halber nicht explizit beschrieben werden. Zusätzlich versteht sich, dass eine zum Ausführen von hier beschriebenen Verfahren ausgelegte Empfängerschaltung Einheiten umfassen kann, die dafür ausgelegt sind, eines oder mehrere der spezifizierten Merkmale auszuführen. Man beachte, dass alle spezifizierten Merkmale in Verbindung mit dem Verfahren
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren kann ein Verfahren einen Schritt des Minderns oder Dämpfens einer Störung (engl. interference) auf der Basis der zweiten Daten in der ersten Empfängerschaltung auf der Basis des bestimmten Modulationsalphabets umfassen. Zum Beispiel kann die tatsächliche Dämpfung von Störungen aufgrund einer zusammengesetzten Detektion des interessierenden UE und eines störenden UE stattfinden, nachdem die Modulation des störenden UE geschätzt wurde.According to an embodiment of the methods described herein, a method may include a step of attenuating or attenuating an interference based on the second data in the first receiver circuit based on the determined modulation alphabet. For example, the actual attenuation of noise due to composite detection of the UE of interest and interfering UE may occur after the modulation of the interfering UE has been estimated.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren kann das Bestimmen des Modulationsalphabets periodisch auf der Basis einer beliebigen Zeitperiode durchgeführt werden. Insbesondere kann das Bestimmen des Modulationsalphabets für jeden Ressourcenblock oder für eine beliebige Anzahl von Ressourcenblöcken, die der ersten Empfängerschaltung bestimmt sind, durchgeführt werden.According to one embodiment of the methods described herein, determining the modulation alphabet may be performed periodically based on any period of time. In particular, determining the modulation alphabet may be performed for each resource block or for any number of resource blocks destined for the first receiver circuit.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren kann das Bestimmen des Modulationsalphabets einen Schritt des Bestimmens einer Menge von euklidischen Distanzen zwischen einem empfangenen Datensymbol abhängig von den zweiten Daten und einer Menge von Modulationssymbolen der mehreren vordefinierten Modulationsalphabete umfassen. Wieder mit Bezug auf das zuvor beschriebene beispielhafte Verfahren kann der zusätzliche Schritt dem Schritt B entsprechen oder diesen umfassen.According to an embodiment of the methods described herein, determining the modulation alphabet may comprise a step of determining a set of Euclidean distances between a received data symbol in dependence on the second data and a set of modulation symbols of the plurality of predefined modulation alphabets. Referring again to the exemplary method described above, the additional step may correspond to or include step B.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren umfasst die Menge von Modulationssymbolen alle Modulationssymbole aller mehreren vordefinierten Modulationsalphabete. Wieder mit Bezug auf das zuvor beschriebene Verfahren können die Gleichungen (25) und (26) auf der Basis eines Modulationsschemas berechnet werden, das durch M2 = G = {MQPSK, M16-QAM, M64-QAM} definiert wird.According to one embodiment of the methods described here, the set of modulation symbols comprises all the modulation symbols of all the several predefined modulation alphabets. Referring again to the method described above, Equations (25) and (26) can be calculated on the basis of a modulation scheme defined by M 2 = G = {M QPSK , M 16 -QAM , M 64-QAM }.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren kann das Bestimmen einer euklidischen Distanz einen Schritt des Ausführens eines Maximum-Likelihood-Algorithmus oder eines Near-Maximum-Likelihood-Algorithmus umfassen. Wieder mit Bezug auf das zuvor beschriebene beispielhafte Verfahren kann der zusätzliche Schritt den Schritten A und/oder B entsprechen oder diese umfassen.According to one embodiment of the methods described herein, determining a Euclidean distance may include a step of performing a maximum likelihood algorithm or a near-maximum likelihood algorithm. Referring again to the exemplary method described above, the additional step may be the same as or including steps A and / or B.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren kann ein Verfahren ferner einen Schritt des Bestimmens von mindestens zwei ersten minimalen euklidischen Distanzen aus der Menge von euklidischen Distanzen umfassen, wobei jede der mindestens zwei ersten minimalen euklidischen Distanzen jeweils von einem der mehreren vordefinierten Modulationsalphabete abhängen kann. Wieder mit Bezug auf das zuvor beschriebene beispielhafte Verfahren kann der zusätzliche Schritt Schritt C entsprechen oder umfassen. According to an embodiment of the methods described herein, a method may further comprise a step of determining at least two first minimum Euclidean distances from the set of Euclidean distances, wherein each of the at least two first minimum Euclidean distances may each depend on one of the plurality of predefined modulation alphabets. Referring again to the exemplary method described above, the additional step may correspond to or include step C.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren kann das Bestimmen des Modulationsalphabets das Durchführen einer Bias-Reduktion der mindestens zwei ersten minimalen euklidischen Distanzen umfassen. Wieder mit Bezug auf das zuvor beschriebene beispielhafte Verfahren kann der zusätzliche Schritt Schritt D entsprechen oder umfassen.According to one embodiment of the methods described herein, determining the modulation alphabet may include performing a bias reduction of the at least two first minimum Euclidean distances. Referring again to the exemplary method described above, the additional step may correspond to or include step D.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren kann das Bestimmen des Modulationsalphabets das Bestimmen einer zweiten minimalen euklidischen Distanz aus den Bias-reduzierten euklidischen Distanzen umfassen. Wieder mit Bezug auf das zuvor beschriebene beispielhafte Verfahren kann der zusätzliche Schritt Schritt F entsprechen oder umfassen.According to one embodiment of the methods described herein, determining the modulation alphabet may include determining a second minimum Euclidean distance from the bias-reduced Euclidean distances. Referring again to the exemplary method described above, the additional step may correspond to or include step F.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren kann das empfangene Signal auf mehreren Subträgern basieren, und das Bestimmen des Modulationsalphabets kann auf einer Menge von eingeteilten Subträgern basieren. Insbesondere kann das Bestimmen eines Modulationsalphabets Akkumulieren und/oder Filtern mindestens einer euklidischen Distanz über die Menge von eingeteilten Subträgern in einem Subrahmen umfassen. Wieder mit Bezug auf das zuvor beschriebene beispielhafte Verfahren kann der zusätzliche Schritt Schritt E entsprechen oder umfassen.According to an embodiment of the methods described herein, the received signal may be based on a plurality of subcarriers, and determining the modulation alphabet may be based on a set of subcarriers. In particular, determining a modulation alphabet may include accumulating and / or filtering at least one Euclidean distance over the set of sub-carriers sub-frames in a sub-frame. Referring again to the exemplary method described above, the additional step may correspond to or include step E.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren kann das Detektieren der Daten einen Schritt des Ausführens eines Maximum-Likelihood-Algorithmus oder eines Near-Maximum-Likelihood-Algorithmus umfassen. Wieder mit Bezug auf das zuvor beschriebene beispielhafte Verfahren kann der zusätzliche Schritt Schritt G entsprechen oder umfassen.According to one embodiment of the methods described herein, detecting the data may include a step of performing a maximum likelihood algorithm or a near-maximum likelihood algorithm. Referring again to the exemplary method described above, the additional step may correspond to or include step G.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren müssen die ersten Daten nicht Informationen über ein Modulationsalphabet oder Modulationsschema, das zum Codieren der zweiten Daten verwendet wird, umfassen. Anders ausgedrückt, detektiert ein interessierendes UE empfangene Symbole für zusammen eingeteilte UE auf der Basis eines Modulationsalphabets, ohne das Modulationsschema, das tatsächlich von der Basisstation zum Codieren von für das störende UE eingeteilten Daten verwendet wurde, oder das Modulationsschema, das von dem störenden UE zum Decodieren empfangener Datensymbole verwendet wird, zu kennen. Zum Beispiel empfängt wieder mit Bezug auf
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren umfasst das empfangene Signal von einer ersten Funkzelle gesendete erste Daten und von einer zweiten Funkzelle gesendete zweite Daten. Zum Beispiel kann wieder mit Bezug auf die Detektion von
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren können die ersten Daten mindestens einen ersten räumlichen Datenstrom umfassen, und die zweiten Daten können mindestens einen zweiten räumlichen Datenstrom umfassen. Zum Beispiel können ein oder mehrere räumliche Datenströme mit dem interessierenden UE assoziiert sein, während ein oder mehrere räumliche Datenströme jeweils mit jedem der störenden UE assoziiert sein können. Die räumlichen Datenströme werden von einer Basisstation zu dem jeweiligen UE gesendet, wobei ein mit einem störenden UE assoziierter räumlicher Datenstrom einen Datenstrom des interessierenden UE stören kann.According to an embodiment of the methods described herein, the first data may include at least a first spatial data stream, and the second data may include at least one second spatial data stream. For example, one or more spatial data streams may be associated with the UE of interest, while one or more spatial data streams may each be associated with each of the interfering UEs. The spatial data streams are sent from a base station to the respective UE, wherein a spatial data stream associated with a troublesome UE may interfere with a data stream of the UE of interest.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren können die ersten Daten und die zweiten Daten gleichzeitig auf einer gleichen Zeit-Frequenz-Ressouce gesendet werden. Insbesondere kann das empfangene Signal auf der Basis einer Multi-User-Multiple-Input-Multiple-Output-Technologie empfangen werden. Ferner können die ersten Daten und die zweiten Daten insbesondere unter Verwendung desselben Zeit- und Kanalisierungscodes gesendet werden (z.B. in 3G/HSPA).According to one embodiment of the methods described herein, the first data and the second data may be sent simultaneously on a same time-frequency resource. In particular, the received signal may be received based on a multi-user multiple input multiple output technology. In particular, the first data and the second data may be transmitted using the same time and channelization code (e.g., in 3G / HSPA).
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren ist jedes der mehreren vordefinierten Modulationsalphabete dafür ausgelegt, alle Wertkombinationen von mindestens zwei Bits zu codieren. Somit ist es nicht möglich, dass ein vordefiniertes Modulationsalphabet lediglich eine verringerte Anzahl von Wertkombinationen codiert. Zum Beispiel ist es für den Fall von zwei Bits nicht möglich, dass ein vordefiniertes Modulationsalphabet lediglich dafür ausgelegt ist, die Wertkombinationen „00“ und „01“ zu codieren, aber nicht dafür ausgelegt ist, die Kombinationen „10“ und „11“ zu codieren. Stattdessen muss das Modulationsalphabet alle möglichen Wertkombinationen „00“, „01“, „10“ und „11“ umfassen. Für den Fall von LTE ist es somit nicht möglich, eine echte Teilmenge eines der Modulationsalphabete MQPSK, M16-QAM oder M64-QAM als ein vordefiniertes Modulationsalphabet zu identifizieren.According to one embodiment of the methods described herein, each of the plurality of predefined modulation alphabets is configured to encode all value combinations of at least two bits. Thus, it is not possible for a predefined modulation alphabet to encode only a reduced number of value combinations. For example, in the case of two bits, it is not possible for a predefined modulation alphabet to be only designed to code the value combinations "00" and "01", but not designed to accept the combinations "10" and "11" encode. Instead, the modulation alphabet must include all possible value combinations "00", "01", "10" and "11". In the case of LTE, it is thus not possible to have a true subset of the Modulation alphabets M QPSK , M 16-QAM or M 64-QAM to identify as a predefined modulation alphabet.
Gemäß einer Ausführungsform der hier beschriebenen Verfahren werden die ersten Daten und die zweiten Daten durch eine Basisstation gesendet, die erste Empfängerschaltung ist in einem ersten Benutzergerät (engl. User Equipment) enthalten und die zweite Empfängerschaltung ist in einem zweiten Benutzergerät enthalten. Für diesen Fall wird das empfangene Signal in einer Abwärtsstreckenrichtung (engl. downlink) empfangen.According to one embodiment of the methods described here, the first data and the second data are transmitted by a base station, the first receiver circuit is contained in a first user equipment and the second receiver circuit is contained in a second user equipment. In this case, the received signal is received in a downlink direction.
Es versteht sich, dass die Empfängerschaltung
Somit zeigt
Aus
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen dargestellt und beschrieben wurde, können Abänderungen und/oder Modifikationen an den dargestellten Beispielen vorgenommen werden, ohne von dem Gedanken und Konzeot der angefügten Ansprüche abzuweichen. Insbesondere sollen hinsichtlich der verschiedenen durch die oben beschriebenen Komponenten oder Strukturen (Baugruppen, Einrichtungen, Schaltungen, Systeme usw.) ausgeführten verschiedenen Funktionen die Ausdrücke (einschließlich eines Verweises auf ein „Mittel“), die zur Beschreibung solcher Komponenten verwendet werden, sofern es nicht anders angegeben wird, einer beliebigen Komponente oder Struktur entsprechen, welche die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente ausführt (z.B. funktional äquivalent ist), obwohl sie strukturell nicht der offenbarten Struktur äquivalent ist, welche die Funktion bei den hier dargestellten beispielhaften Implementierungen der Erfindung ausführt.While the invention has been illustrated and described with respect to one or more implementations, alterations and / or modifications may be made to the illustrated examples without departing from the spirit and scope of the appended claims. In particular, with respect to the various functions performed by the above-described components or structures (assemblies, devices, circuits, systems, etc.), the terms (including a reference to a "means") used to describe such components are not intended to be otherwise, correspond to any component or structure that performs the specified function of the described component (eg, is functionally equivalent), although structurally, it is not equivalent to the disclosed structure that performs the function in the exemplary implementations of the invention set forth herein.
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